地质通报  2020, Vol. 39 Issue (9): 1330-1340  
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段连峰, 牛文超, 张永, 赵泽霖, 张国震, 任邦方, 李承东, 涂家润. 内蒙古北山造山带百合山地区350 Ma石英闪长岩的成因及对红石山-百合山洋俯冲时限的制约[J]. 地质通报, 2020, 39(9): 1330-1340.
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Duan L F, Niu W C, Zhang Y, Zhao Z L, Zhang G Z, Ren B F, Li C D, Tu J R. The petrogenesis of quartz diorite(350 Ma)from the Baiheshan area of the Beishan orogenic belt, and its chronological constraint on Hongshishan-Baiheshan Ocean's subduction initiation[J]. Geological Bulletin of China, 2020, 39(9): 1330-1340.
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基金项目

中国地质调查局项目《阴山成矿带小狐狸山和雅布赖地区地质矿产调查》(编号:DD20160039)

作者简介

段连峰(1987-), 男, 硕士, 工程师, 从事区域地质调查和造山带岩浆作用研究。E-mail:812197878@qq.com

通讯作者

牛文超(1986-), 男, 硕士, 工程师, 从事区域地质调查和造山带构造研究。E-mail:billynu@163.com

文章历史

收稿日期: 2019-09-15
修订日期: 2019-11-20
内蒙古北山造山带百合山地区350 Ma石英闪长岩的成因及对红石山-百合山洋俯冲时限的制约
段连峰1,2, 牛文超1,2, 张永1,2, 赵泽霖1,2, 张国震1,2, 任邦方1,2, 李承东1,2, 涂家润1,2    
1. 中国地质调查局天津地质调查中心, 天津 300170;
2. 华北地质科技创新中心, 天津 300170
摘要: 对内蒙古白山岩浆弧内百合山石英闪长岩进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb测年、Hf同位素及岩石地球化学分析。结果显示,该岩体的形成年龄为350.8±1.5 Ma,岩浆锆石的εHft)值在5.28~9.88之间,模式年龄为724~1018 Ma。地球化学数据显示,百合山石英闪长岩为一套I型钙碱性系列岩石,富碱(Na2O+K2O=6.03%~6.96%),富钠(Na2O/K2O>2),较低的Mg#(35.48~39.78)、Ni(2.06×10-6~5.54×10-6)和Cr(2.11×10-6~7.93×10-6)含量。相对富集轻稀土元素,重稀土分馏不明显,较低的(La/Yb)N值(4.28~5.60),无明显Eu异常,相对富集Rb、K、U等大离子亲石元素,亏损Nb、Ta、P、Ti等高场强元素等,地球化学成分表明,石英闪长岩具有俯冲带成因的特征。石英闪长岩的锆石U-Pb年龄和岩石成因证明了350 Ma石英闪长岩是晚古生代白山岩浆弧内首次发现的可以明确与红石山-百合山洋俯冲消减作用有关的最早的弧岩浆记录。表明红石山-百合山洋于约350 Ma之前就已经开始发生俯冲消减,比前人一般认为的俯冲开始的时间提前了22 Ma。
关键词: 石英闪长岩    锆石U-Pb年龄    红石山-百合山洋    弧岩浆记录    北山造山带    
The petrogenesis of quartz diorite(350 Ma)from the Baiheshan area of the Beishan orogenic belt, and its chronological constraint on Hongshishan-Baiheshan Ocean's subduction initiation
DUAN Lianfeng1,2, NIU Wenchao1,2, ZHANG Yong1,2, ZHAO Zelin1,2, ZHANG Guozhen1,2, REN Bangfang1,2, LI Chengdong1,2, TU Jiarun1,2    
1. Tianjin Center, China Geological Survey, Tianjin 300170, China;
2. North China Center for Geoscience Innovation, Tianjin 300170, China
Abstract: In this paper, the precise dating of LA-ICP-MS zircon U-Pb and Hf isotope analysis and geochemical analysis were performed on Baiheshan quartz diorite from Baishan magmatic arc, Inner Mongolia.The results show that the formation age of the rock is 350.8±1.5 Ma and the εHf(t)values of magmatic zircon are between 5.28 and 9.88 with crustal model ages ranging from 724 Ma to 1018 Ma.Geochemical data show that Baiheshan quartz diorite is a set of I type calc-alkaline rocks.All the samples have rich alkali(Na2O+K2O=6.03%~6.96%)and sodium(Na2O/K2O>2), low values of Mg#(35.48~39.78)and low content of Ni(2.06×10-6~5.54×10-6)and Cr(2.11×10-6~7.93×10-6).Light rare earth elements(LREEs)are enriched in the chondrite-normalized REE patterns while heavy rare earth elements(HREEs)fractionation and negative Eu anomalies are not obvious.They are enriched in large ion lithophile elements such as Rb, K and U and depleted in high field strength elements(HFSEs)such as Nb, Ta, P and Ti.The geochemical composition indicates that the rock has the genetic characteristics of the subduction zone.The zircon U-Pb age and petrogenesis of the quartz diorite prove that it is the earliest arc magmatic record that was first discovered in the Late Paleozoic Baishan magmatic arc, which is clearly related to the subduction of the Hongshishan-Baiheshan Ocean.It is shown that the subduction of Hongshishan and Baiheshan Ocean occurred before ~350 Ma, which is 22 Ma earlier than the previous conclusion about the start of the ocean subduction.
Key words: quartz diorite    zircon U-Pb age    Hongshishan-Baiheshan Ocean    magmatic arc record    Beishan orogenic belt    

北山造山带为中亚造山带南缘的重要组成部分,是西伯利亚板块、哈萨克斯坦板块与华北-塔里木板块的交汇部位,向西连接天山造山带,东与兴蒙造山带相连,具有重要的大地构造意义[1-3]。北山地区大地构造单元划分及地壳演化一直存在较多争议[1-12],原因之一是对带内发育的4条蛇绿岩带的构造属性及演化时限仍存在较多不同认识[13-22]。红石山-百合山蛇绿岩带是北山最北侧的一条晚古生代蛇绿岩带,众多学者将其作为哈萨克斯坦板块与塔里木板块的最终缝合带[1, 7],然而目前缺少对红石山-百合山大洋演化的准确时限约束,虽然对其内部的基性-超基性岩形成时代已有一定研究[23-24],但仅能表明为洋壳存在过的年龄,无法限定大洋何时开始俯冲等关键问题的时限[25],直接影响了对北山地区晚古生代构造演化的理解。

白山岩浆弧紧邻红石山-百合山蛇绿岩带南缘,呈带状平行蛇绿岩带展布,是红石山洋向南俯冲消减、弧陆碰撞等构造演化过程的物质记录[6, 26]。前人对白山岩浆弧精确的年代学已有很多研究,目前认为岩浆弧岩浆作用的时限集中于272~328 Ma之间[26-27],约328 Ma大洋已经开始发生俯冲消减,较精细地刻画了大洋演化的过程。大多数学者聚焦于北山地区古亚洲洋闭合的时限问题研究[1, 3, 7, 13, 27-31],对于红石山-百合山大洋何时开始俯冲研究甚少,而准确地限定红石山-百合山大洋南向俯冲的时间下限,同样有助于精细恢复北山地区晚古生代的构造演化过程。

本次选取百合山岩体,通过锆石U-Pb年龄、锆石Hf同位素、岩石地球化学等研究,讨论了该岩体的形成时代、岩石成因及其地质意义,为深入理解北山地区晚古生代红石山-百合山洋演化过程提供了有力证据。

1 区域地质背景

北山地区处于哈萨克斯坦、塔里木和西伯利亚三大板块的交汇部位[5-6, 32]。北山造山带被区内发育的4条蛇绿岩带分隔,自南向北分别为辉铜山-帐房山蛇绿岩带、红柳河-牛圈子-洗肠井蛇绿岩带、芨芨台子-小黄山蛇绿岩带及最北侧的红石山-百合山-蓬勃山蛇绿岩带[19](图 1-a)。

图 1 北山造山带百合山石英闪长岩大地构造位置图(a)[19]和地质简图(b)[24] Fig.1 Tectonic map(a)and geological sketch map(b) of Baiheshan quartz diorite from Beishan orogeinic belt 1—第四系;2—白山组火山岩;3—绿条山组;4—泥盆系;5—志留系;6—奥陶系;7—石炭纪花岗岩;8—二叠纪花岗岩;9—二叠纪辉长岩;10—蛇绿岩;11—超基性岩岩块;12—辉长岩岩块;13—玄武岩岩块;14—硅质岩岩块;15—灰岩岩块;16—构造边界;17—断层;18—地质界线;19—片理化带;20—采样点;21—重要地点;22—深大断裂;23—行政界线

红石山-百合山蛇绿岩带的百合山部分在研究区北侧出露,沿北西走向呈带状展布,与北侧的早古生代地层和南侧的晚古生代岩浆弧为断层接触。红石山-百合山蛇绿岩带被大多学者作为古亚洲洋最终闭合的位置[1, 30, 33]。红石山-百合山蛇绿岩带南缘的白山岩浆弧,是晚古生代大洋向南俯冲于马鬃山-旱山微陆块之下而形成的陆缘岩浆弧[7],主要展布于马鬃山-旱山微陆块的前震旦系变质基质以北的广阔区域,沿白山、百合山、黑鹰山、蓬勃山一线。区内地层出露有晚古生代火山-沉积地层和中新生代沉积地层,其中晚古生代地层包括下石炭统绿条山组和上石炭统白山组。绿条山组为深水复理石沉积建造,主要岩性为灰黄色、深灰色、灰绿色砂砾岩、粉砂质板岩、硅质岩等;上石炭统白山组为一套典型的大陆边缘弧的火山岩建造,主要岩性有中酸性、酸性熔岩、火山碎屑岩和少量基性火山岩。区内岩浆岩十分发育,岩性以中酸性侵入岩为主,呈岩基和岩株状产出,岩石类型主要包括辉长岩、闪长岩、石英闪长岩、英云闪长岩、花岗闪长岩、二长花岗岩、碱长花岗岩等。

2 样品描述

百合山石英闪长岩位于内蒙古额济纳旗以西300 km,在黑鹰山铁矿西侧60 km。岩体就位于百合山蛇绿混杂岩带南部的晚古生代白山岩浆弧中部,出露面积较小,约0.48 km2,呈岩株状产出,平面形态上呈北西—南东向延伸展布,与岩浆弧延伸方向一致。该岩体被晚期二长花岗岩侵入,呈2个独立的地质体出露。2个露头北侧受到似斑状二长花岗岩岩基侵入,界线处地形地貌差异截然,岩体整体呈残留体状就位于二长花岗岩内部(图 1-b)。

石英闪长岩岩石新鲜面为灰白色,为中细粒花岗结构,块状构造,组成矿物主要为斜长石(70%~80%)、石英(10%~15%)、黑云母(10%)、角闪石(5%)。其中斜长石为半自形板状,粒径在2~4 mm之间,部分可达5 mm,发育聚片双晶。石英呈他形粒状,粒径在1~3 mm之间,多呈集合体状,表面干净,部分粒内可见弱的波状消光。暗色矿物主要为黑云母,呈鳞片状,粒径为0.5~1 mm,单偏光下具有多色性,部分发育褐铁矿化,副矿物有磁铁矿、锆石等(图 2)。

图 2 百合山石英闪长岩手标本(a)及镜下照片(b) Fig.2 Hand specimen(a) and microphotograph(b) of Baiheshan quartz diorite Pl—斜长石;Q—石英;Bi—黑云母
3 样品测试方法 3.1 锆石U-Pb及Hf同位素测试

锆石单矿物分选在河北廊坊区域地质矿产调查研究所完成。将原岩样品粉碎成能够通过80目筛网的粉末。岩石粉末在自来水中淘洗后得到重砂,通过电磁选和重液分选从重砂中得到锆石试样,在双目镜下挑选出晶形较好的锆石颗粒。之后在北京锆年领航科技有限公司进行锆石制靶,将锆石颗粒粘在双面胶上,用环氧树脂固定后进行抛光。制靶完成后,对锆石进行透射光、反射光和阴极发光显微照相。锆石U-Pb同位素测试在中国地质调查局天津地质调查中心同位素实验室完成,实验仪器为Thermo Fisher公司制造的Neptune,利用激光烧蚀电感耦合等离子体质谱仪(LA-ICP-MS)进行微区原位测试,激光剥蚀的束斑直径为35 μm,剥蚀时间为30 s,剥蚀深度约为20 μm[34]。锆石U-Pb同位素测试数据的处理采用中国地质大学刘勇胜研发的数据处理程序——ICPMSDataCal[35]。利用208Pb校正法对普通铅进行校正[36],U-Pb年龄采用Isoplot3.0[37]程序计算获得。所有数据的年龄误差为1σ,加权平均值的置信度在95%以上。

锆石Hf同位素测试在中国地质调查局天津地质调查中心实验室完成,所用仪器为激光剥蚀多接收电感耦合等离子质谱仪(LA-MC-ICP-MS), 在与锆石U-Pb测年相同的激光器和质谱仪基础上,加入多接收器,并调大激光剥蚀的束斑直径至50 μm,所测Hf同位素的锆石均已测得U-Pb同位素年龄,测点位置与U-Pb年龄位置相近或于相似环带结构处。将GJ-1作为计算Hf同位素比值的外标样。实验所采用参数及流程参见文献[38]。

3.2 岩石地球化学测试

用于岩石地球化学测试的原岩样品,首先严格去皮,用自来水清洗后,在颚式破碎机上进行粗碎,用超声波在稀盐酸环境中清楚表面的有机物、灰尘等杂质,干燥后用玛瑙研钵研磨至200目以下。样品前处理在河北省区域地质矿产调查研究所实验室完成。岩石的地球化学成分测试在中国地质调查局天津地质调查中心实验室完成。主量元素利用XRF法测试,测试仪器为荷兰帕纳科公司开发的Axios X射线荧光光谱仪,测试精度优于2%。其中FeO测试采用氢氟酸、硫酸溶样和重铬酸钾滴定容量法。微量及稀土元素则用美国Thermo公司研制的XSeriesII型等离子质谱仪ICP-MS测定,测试的精度优于5%。

4 测试结果 4.1 锆石U-Pb及Hf同位素

测得的石英闪长岩(TW1024-1)中的锆石U-Pb同位素数据见表 1

表 1 百合山石英闪长岩LA-ICP-MS锆石U-Th-Pb同位素测试结果 Table 1 U-Th-Pb isotopic composition of the zircons in Baiheshan quartz diorite measured by using LA-ICP-MS

测试时,选取的锆石多呈自形长柱状,表面干净光滑、无裂隙和包裹体,锆石的长轴多在100~200 μm,长宽比大多在1:1~3:1之间,锆石的阴极发光图像显现清晰的生长环带,具有岩浆锆石的特征,锆石U、Th的含量分别为110×10-6~384×10-6和59×10-6~405×10-6,Th/U值为0.53~1.14,明显高于变质成因锆石(一般小于0.1)[39]。在24个测点中,除13号点的206Pb/238U年龄结果为424 Ma外,其余23个点的年龄均集中于350 Ma左右,这23个测点的206Pb/238U年龄加权平均值为350.8±1.5 Ma(95%置信度)(图 3)。综上认为,350.8±1.5 Ma的年龄值代表了石英闪长岩的结晶成岩年龄,确定其岩浆侵位的时代为早石炭世早期,并携有少量的早期继承锆石。

图 3 百合山石英闪长岩锆石阴极发光(CL)图像和LA-ICP-MS锆石U-Pb谐和图 Fig.3 CL images of zircons and concordia diagram of LA-ICP-MS zircon U-Pb isotopic data for Baiheshan quartz diorite (实线圈为年龄测点,虚线圈为锆石Hf同位素测点,右侧横线上方数值为年龄值,下方为εHf(t)值(表 3))
表 3 百合山石英闪长岩锆石Lu-Hf同位素测试结果 Table 3 Zircon Lu-Hf isotopic compositions of Baiheshan quartz diorite

选取已进行U-Pb同位素测试的16颗锆石测试Lu-Hf同位素,测得176Hf/177Hf和176Lu/177Hf值分别介于0.82712~0.282845和0.000927~0.002038之间。根据锆石206Pb/238U年龄计算的εHf(t)值介于5.28~9.88之间,地壳模式年龄为724~1018 Ma。

4.2 岩石地球化学特征

百合山石英闪长岩地球化学测试数据结果见表 2。SiO2含量为64.37%~66.30%,变化范围较窄。Al2O3含量较高(16.97%~17.30%),平均为17.14%;MgO含量偏低(0.92%~1.42%),平均为1.08%,Mg#值为35.48~39.78;TiO2含量较低(0.51%~0.66%), 平均为0.56%;全碱(Na2O+K2O)含量为6.03%~6.96%,K2O含量为1.69%~2.28%,N2O/K2O值为2.05~2.59,为钠质岩石;在SiO2-(Na2O+K2O)图解(图 4-a)中,所有样品点落入亚碱性系列的花岗闪长岩区域,里特曼指数σ为1.70~2.11,SiO2-K2O图解中样品点落入钙碱性系列区域(图 4-b)。铝饱和指数A/CNK值为0.96~0.98,小于1.1,石英闪长岩在A/CNK-A/NK图中显示为准铝质岩石(图 4-c),且SiO2-P2O5图解中样品数据显示明显的负相关关系,具有I型花岗岩的特征(图 4-d),说明百合山石英闪长岩为钙碱性-偏铝质I型花岗岩。

表 2 百合山石英闪长岩主量、微量和稀土元素测试结果 Table 2 Whole-rock major, trace element and REE data for Baiheshan quartz diorite
图 4 百合山石英闪长岩主量元素图解 Fig.4 Major element diagrams for rock types of Baiheshan quratz diorite

石英闪长岩稀土元素总量为127×10-6~148×10-6,(La/Yb)N值为4.28~5.60,平均为4.79,HREE/LREE值为2.00~2.51,平均为2.21,具有弱负Eu异常(0.86~0.99,平均0.92),反映岩浆结晶过程中斜长石的分离结晶作用不明显。稀土元素配分曲线呈轻稀土元素富集、稀土元素亏损的右倾模式,重稀土元素呈平坦的模式,轻、重稀土元素分异中等,重稀土元素分异不明显(图 5-a)。石英闪长岩样品在La与La/Sm的协变关系中呈现出明显的正相关性,表明岩浆过程主要由部分熔融作用控制。

图 5 百合山石英闪长岩球粒陨石标准化稀土元素配分图(a)和原始地幔标准化微量元素蛛网图(b)[41] Fig.5 Chondrite-normalized REE patterns(a) and primitive mantle normalized spider diagram(b) for Baiheshan quartz diorite

样品微量元素原始地幔标准化图解显示,微量元素整体表现为右倾形态,明显相对富集大离子亲石元素(LILE),亏损高场强元素(HFSE),明显富集Rb、Th、K等大离子元素,强烈亏损Nb、Ta、P、Ti等高场强元素(图 5-b),具有与俯冲作用有关的岩浆岩地球化学特征[40-41]

5 讨论 5.1 岩石成因及岩浆源区

研究区石英闪长岩主量元素特征显示,A/CNK值为0.96~0.98(小于1.1),为偏铝质岩石,里特曼指数σ为1.7~2.11,且在SiO2-K2O图解中落入钙碱性系列。加之岩石矿物组合中有大量角闪石含水矿物出现, SiO2与P2O5具有明显的负相关关系,暗示石英闪长岩具有I型钙碱性系列花岗岩的特征[42]。轻稀土元素相对富集,具有弱负Eu异常,相对富集Rb、K、Th、U等大离子亲石元素,亏损Nb、Ta、Ti、P等高场强元素,具有与俯冲作用有关的弧岩浆地球化学特征。在R1-R2图解中样品点均落入活动板块边缘花岗岩区域(图 6-a),在微量元素构造环境判别图解(图 6-b)上,样品点均落入岛弧岩浆岩区域。

图 6 百合山石英闪长岩构造环境判别图(a、b图分别据参考文献[43][44]) Fig.6 Discrimination diagrams for tectonic settings from Baiheshan quartz diorite ①—地幔斜长花岗岩;②—破坏性活动板块边缘(板块碰撞前)花岗岩;③—板块碰撞后隆起期花岗岩;④—晚造期花岗岩;⑤—非造山区A型花岗岩;⑥—同碰撞(S型)花岗岩;⑦—造山期后A型花岗岩;VAG—火山弧;syn-COLG—同碰撞;WPG—板内;ORG—造山带

锆石Hf同位素是示踪岩浆源区的重要手段之一,石英闪长岩锆石Hf同位素结果显示,εHf(t)值介于5.28~9.88之间,平均值为7.74,显示岩浆源区具有明显亏损的特征,二阶段模式年龄TDM2介于724~1018 Ma之间,平均为861 Ma(图 7),表明岩浆可能起源于新元古代新生下地壳的部分熔融。注意到,Mg#值小于40,且Cr和Ni含量低,指示岩浆源区更倾向于新生下地壳的部分熔融或壳幔之间的相互作用,而非直接来自亏损地幔。石炭纪花岗岩基中大量的镁铁质包体的赋存指示了该时期岩浆作用以岩浆混合作用为主[29]。综上所述,石英闪长岩为俯冲作用有关的钙碱性I型弧花岗岩,且为强烈的壳幔相互作用下的产物。

图 7 百合山石英闪长岩锆石Hf同位素特征 Fig.7 Hf isotope diagram of zircons from Baiheshan quratz diorite
5.2 成岩年龄的地质意义

王国强等[23]测得红石山蛇绿岩带中辉长岩锆石U-Pb年龄为346.6±2.8 Ma。笔者参与了内蒙古1:50000清河沟幅地质图填绘工作,测得红石山东延的百合山蛇绿岩中辉长岩的锆石U-Pb年龄为344.6±1.8 Ma[24],表明洋壳于346 Ma之前已经形成,但红石山-百合山大洋何时开始俯冲仍无法有效约束。

白山岩浆弧作为红石山洋向南俯冲消减过程的物质记录[6, 26],其形成时代研究有助于理解红石山-百合山洋演化的过程。前人对于岩浆弧的年代学研究主要从火山岩和侵入岩方面展开。白山组火山岩作为岩浆弧的重要组成部分,精确的锆石U-Pb同位素年龄大量报道始于卢进才等[45]和牛亚卓等[46],将其时代限定于299~315 Ma;邹运鑫等[47]、贾元琴等[48]和任云伟等[49]相继对白山组的火山岩形成时代和构造背景进行了报道,将时代确定在310.8~325.6 Ma,并认为其形成于大陆边缘弧的构造背景。综上可知,白山组火山岩的活动时间为早石炭世晚期—晚石炭世末期。白山岩浆弧侵入岩方面精确的锆石U-Pb年龄近年相继报道。郑荣国等[31]、Zhang等[27]和杨富林[50]等对花岗岩的年龄进行了研究,将岩浆弧的时限厘定为272~328 Ma,得出了红石山洋于早石炭世晚期大洋开始俯冲的认识,但对于大洋闭合时限出现了分歧。郑荣国等[31]认为中二叠世红石山洋仍在俯冲,而Zhang等[27]认为红石山洋闭合于272~328 Ma之间,李敏等[28]和赵志雄等[51-52]在前人基础上将大洋闭合的时间范围缩小到289~306 Ma之间。综上所述,学者对于石炭纪大洋处于俯冲作用的认识一致,而对大洋闭合的时限存在分歧。本文对白山岩浆弧内部的百合山岩体进行了精确的锆石U-Pb测年,测得岩体的侵位时间为350.8±1.5 Ma,为早石炭世早期,且该套岩体为俯冲作用有关的钙碱性I型弧花岗岩,表明红石山-百合山洋于此时已经开始向南俯冲,拓展了前人关于红石山洋开始俯冲的时间为约328 Ma的认识。

不过,有学者提出将基东地区一套370 Ma的辉长岩作为红石山大洋向南俯冲的岩浆作用的产物[53],其形成时代与百合山石英闪长岩的时代相差20 Ma。然而对于牛圈子-洗肠井蛇绿岩带北部的公婆泉岛弧内发育的大量泥盆纪基性辉长岩和花岗岩闪长岩,其成因要么归因于碰撞后伸展[4, 54],要么归因于石板井小黄山洋向南俯冲[55]。再有,白山岩浆弧的作用时限集中于晚石炭世,且370 Ma左右的同期火山作用在白山岩浆弧内并未发现。因此,350 Ma的百合山石英闪长岩是目前为止发现的可靠的红石山-百合山洋南向俯冲最早的弧岩浆记录,指示红石山-百合山大洋俯冲消减开始的时间至少在350 Ma之前。本次研究对红石山-百合山大洋向南俯冲消减的时限进行了约束,且比前人认为的俯冲开始的时间提前了22 Ma。

6 结论

(1) 用LA-ICP-MS技术测得百合山石英闪长岩锆石206Pb/238U年龄为350.8±1.5 Ma(MSWD=0.111),此年龄值可代表百合山石英闪长岩的形成年龄。测得的εHf(t)值为5.28~9.88,地壳模式年龄TDMC为724~1018 Ma,表明其具有壳幔混合成因的特征。

(2) 地球化学特征显示,百合山石英闪长岩为一套I型钙碱性系列岩石,富集大离子亲石元素,亏损高场强元素,(La/Yb)N值较低,具有与俯冲消减相关的弧岩浆作用的地球化学特征。

(3) 350 Ma的百合山石英闪长岩是目前为止发现的可靠的与红石山-百合山洋南向俯冲相关的最早的弧岩浆记录,比前人认为的俯冲开始的时间提前了22 Ma。

致谢: 审稿专家对本文提出了宝贵意见,测试得到了中国地质调查局天津地质调查中心实验室周红英、崔玉荣老师的大力帮助,在此一并致谢。

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